Az EmDrive működik! Lapát az univerzumba merült

A fizika szinte a szakadék szélén áll. 2016 novemberében a NASA tudományos jelentést tett közzé az Eagleworks Laboratories-ban végzett EmDrive-tesztekről (1). Ebben az ügynökség megerősíti, hogy az eszköz vonóerőt produkál, vagyis működik. A probléma az, hogy még mindig nem tudni, miért működik...

1. Laboratóriumi rendszer a motor tolóerejének mérésére EmDrive

2. Egy karakterlánc írása az EmDrive-ra a tesztelés során

A NASA Eagleworks Laboratories tudósai és mérnökei nagyon óvatosan közelítették meg kutatásukat. Még a lehetséges hibaforrásokat is megpróbálták felkutatni – de nem jártak sikerrel. Őket az EmDrive motor 1,2 ± 0,1 milliwtonna tolóerőt produkált kilowatt teljesítményenként (2). Ez az eredmény nem tolakodó, és összhatékonysága sokszor alacsonyabb, mint az ioncsöveké, például a Hall tológépeké, de nagy előnye nehezen vitatható – nem igényel üzemanyagot.Ezért nem kell egy esetleges útra magával vinnie az erejével „feltöltött” üzemanyagtartályt.

Nem ez az első alkalom, hogy a kutatók bebizonyítják, hogy működik. Ennek okát azonban még senki sem tudta megmagyarázni. A NASA szakértői úgy vélik, hogy ennek a motornak a működése megmagyarázható pilótahullám elmélet. Természetesen nem ez az egyetlen hipotézis, amely megpróbálja megmagyarázni a sorozat rejtélyes forrását. További vizsgálatokra lesz szükség a tudósok feltételezésének megerősítéséhez. Legyen türelmes, és készüljön fel a későbbi állításokra, amelyek szerint az EmDrive (3)… Ez tényleg működik.

Ez a gyorsulásról szól

Az EmDrive háza az elmúlt néhány hónapban úgy gyorsult és gyorsult, mint egy igazi rakétahajtómű. Ezt a következő eseménysor bizonyítja:

• 2015 áprilisában José Rodal, Jeremy Mullikin és Noel Munson egy fórumon jelentették be kutatásaik eredményét (ez egy kereskedelmi oldal, a név ellenére, nem áll kapcsolatban a NASA-val). Mint kiderült, vákuumban ellenőrizték a motor működését, és kiküszöbölték az esetleges mérési hibákat, bizonyítva ezzel a motor működési elvét.
• 2015 augusztusában tették közzé Martin Taimar, a Drezdai Műszaki Egyetem munkatársának tanulmányának eredményeit. A fizikus azt mondta, hogy az EmDrive motorja ugyan kapott tolóerőt, de ez egyáltalán nem bizonyíték a működésére. Taimar kísérletének célja a motor tesztelésére használt korábbi módszerek mellékhatásainak tesztelése volt. Magát a kísérletet azonban bírálták pontatlan lebonyolítás, mérési hibák miatt, a bejelentett eredményeket pedig "szójátéknak" nevezték.
• 2016 júniusában Paul Kotsila német tudós és mérnök közösségi finanszírozási kampányt hirdetett a PocketQube nevű műhold űrbe bocsátására.
• 2016 augusztusában Guido Fetta, a Cannae Inc. alapítója bejelentette a CubeSat, egy Cannae Drive-val felszerelt miniatűr műhold kilövési koncepcióját.4), vagyis az EmDrive saját verziójában.
• 2016 októberében Roger J. Scheuer, az EmDrive feltalálója brit és nemzetközi szabadalmat kapott motorja második generációjára.
• 14. október 2016-én egy filminterjú Scheuerrel jelent meg az International Business Times UK számára. Ez egyebek mellett az EmDrive jövőjét és fejlődésének történetét mutatja be, és kiderült, hogy az amerikai és a brit védelmi minisztérium, valamint a Pentagon, a NASA és a Boeing is érdeklődik a találmány iránt. Scheuer e szervezetek némelyikének rendelkezésére bocsátotta a 8 g és 18 g tolóerőt biztosító EmDrive hajtásához és bemutatóihoz szükséges összes műszaki dokumentációt. Scheuer úgy véli, hogy a második generációs EmDrive kriogén hajtás várhatóan tonnával egyenértékű tolóerővel rendelkezik majd, lehetővé téve a hajtást szinte minden modern autóban használható.
• 17. november 2016-én megjelentek a NASA fent említett kutatási eredményei, amelyek kezdetben az erőmű működését igazolták.

4. Cannae Drive a műhold fedélzetén - vizualizáció

17 év és még mindig rejtély

5. Roger Scheuer az EmDrive modelljével

Az EmDrive hosszabb és pontosabb neve RF rezonancia rezonátor motor. Az elektromágneses hajtás koncepcióját 1999-ben fejlesztette ki Roger Scheuer brit tudós és mérnök, a Satellite Propulsion Research Ltd. alapítója. 2006-ban publikált egy cikket az EmDrive-ról a New Scientistben (5). A szöveget a tudósok hevesen bírálták. Véleményük szerint a bemutatott koncepción alapuló relativisztikus elektromágneses hajtás sérti a lendület megmaradásának törvényét, i.e. egy másik fantázialehetőség kb.

viszont Mind a néhány évvel ezelőtti kínai tesztek, mind a NASA által ősszel végzett tesztek megerősíteni látszanak, hogy a felületre gyakorolt ​​elektromágneses sugárzás nyomását alkalmazó mozgás és a kúpos hullámvezetőben az elektromágneses hullám visszaverődése erőkülönbséghez vezet. és a tapadás megjelenése. Ezt az erőt viszont meg lehet szorozni Lustramegfelelő távolságra elhelyezve, az elektromágneses hullám hosszának felének többszöröse.

A NASA Eagleworks Lab kísérlet eredményeinek közzétételével újra feléledt a vita e potenciálisan forradalmi megoldás körül. A kísérleti eredmények és a tényleges tudományos elmélet, valamint a fizika törvényei közötti eltérések számos szélsőséges véleményt szültek az elvégzett tesztekkel kapcsolatban. Az űrutazásban bekövetkezett áttörés optimista állításai és a kutatási eredmények nyílt tagadása közötti ellentmondás sokakat arra késztetett, hogy mélyen elgondolkodjanak a tudományos ismeretek egyetemes posztulátumairól és dilemmáiról, valamint a tudományos kísérletek korlátairól.

Bár több mint tizenhét év telt el azóta, hogy Scheuer nyilvánosságra hozta a projektet, a brit mérnök modellje nem várhatott sokáig a megbízható kutatási igazolásra. Bár az alkalmazásával kapcsolatos kísérleteket időről időre megismételték, nem döntöttek úgy, hogy megfelelően validálják és tesztelik a módszertant egy konkrét tudományos tanulmányban. A helyzet ebben a tekintetben megváltozott, miután fent említett, az amerikai Eagleworks laboratóriumban lektorált kísérleti eredményeket publikálták. Az átvett kutatási módszer bizonyított létjogosultsága mellett azonban a kezdetektől fogva nem oszlott el a kételyek egész sora, ami tulajdonképpen magának az ötletnek a hitelességét is aláásta.

És Newton?

A Scheuer-féle motorelvvel kapcsolatos probléma mértékének szemléltetésére a kritikusok hajlamosak az EmDrive-ötlet szerzőjét egy autótulajdonoshoz hasonlítani, aki belülről a szélvédőnek nyomva akarja mozgásba lendíteni autóját. A newtoni dinamika alapelveivel így szemléltetett következetlenséget továbbra is a fő kifogásnak tekintik, amely teljesen kizárja a brit mérnök tervének hitelességét. Scheuer modelljének ellenfeleit nem győzték meg az egymást követő kísérletek, amelyek váratlanul azt mutatták, hogy az EmDrive motor hatékonyan tud működni.

Természetesen el kell ismerni, hogy az eddig elért kísérleti eredmények hiányában szenvednek a tudományosan bizonyított rendelkezések és minták formájában megjelenő egyértelmű tartalmi alapok. Mind a kutatók, mind a lelkesek, akik bizonyítják az elektromágneses motormodell működőképességét, elismerik, hogy nem találtak egyértelműen megerősített fizikai elvet, amely a működését a Newton-féle dinamikatörvényekkel állítólag ellentétesként magyarázná.

6. Interakciós vektorok hipotetikus eloszlása ​​az EmDrive hengerben

Maga Scheuer azonban azt feltételezi, hogy projektjét a kvantummechanika alapján kell mérlegelnie, nem pedig klasszikusan, mint a hagyományos meghajtók esetében. Véleménye szerint az EmDrive munkája ezen alapul az elektromágneses hullámok specifikus hatása ( 6), amelynek hatása nem tükröződik teljesen Newton elveiben. Ezenkívül Scheuer nem szolgáltat tudományosan és módszertanilag igazolt bizonyítékot.

Minden bejelentés és ígéretes kutatási eredmény ellenére a NASA Eagleworks Laboratory kísérletének eredményei csak a kezdetét jelentik a bizonyítékok ellenőrzésének és a Scheuer által kezdeményezett projekt tudományos hitelességének építésének hosszú folyamatának. Ha a kutatási kísérletek eredményei reprodukálhatónak bizonyulnak, és a modell működése térviszonyok között is beigazolódik, akkor marad egy sokkal komolyabb elemzési kérdés. a felfedezés és a dinamika elveinek összeegyeztetésének problémájamiközben érinthetetlen. Egy ilyen helyzet kialakulása nem jelentheti automatikusan a jelenlegi tudományos elmélet vagy az alapvető fizikai törvények tagadását.

Elméletileg az EmDrive a sugárzási nyomás jelenségét használja fel. Az elektromágneses hullám csoportsebessége, és így az általa generált erő is függhet annak a hullámvezetőnek a geometriájától, amelyben terjed. Scheuer elképzelése szerint, ha egy kúpos hullámvezetőt úgy építesz fel, hogy az egyik végén a hullámsebesség jelentősen eltér a másik végén lévő hullámsebességtől, akkor a két vége közötti hullámot visszaverve különbséget kapsz sugárzási nyomás, azaz olyan erő, amely elegendő a tapadás eléréséhez. Scheuer szerint az EmDrive nem sérti meg a fizika törvényeit, hanem Einstein elméletét használja – a motor egyszerűen egy másik referenciakeret mint a benne lévő "dolgozó" hullám.

7. Az EmDrive működésének fogalmi diagramja

Nehéz megérteni, hogyan működik az EmDrive, de tudod, miből áll (7). A készülék legfontosabb része az rezonátor mikrofalowyamelyre a mikrohullámú sugárzás keletkezett mikrohullámú sütő (radarban és mikrohullámú sütőben egyaránt használt mikrohullámú kibocsátó lámpa). A rezonátor alakja hasonló egy csonka fémkúphoz – az egyik vége szélesebb, mint a másik. A megfelelően kiválasztott méretek miatt bizonyos hosszúságú elektromágneses hullámok rezonálnak benne. Feltételezzük, hogy ezek a hullámok a szélesebb vége felé felgyorsulnak, a keskenyebb vége felé pedig lelassulnak. A hullám eltolódási sebességének különbsége a rezonátor ellentétes végein kifejtett sugárzási nyomás különbségéhez kell, hogy vezessen, és ezáltal kialakuljon. jármű meghajtása. Ez a sorozat a szélesebb bázis felé fog hatni. A probléma az, hogy Scheuer kritikusai szerint ez a hatás kompenzálja a hullámok hatását a kúp oldalfalaira.

8. Ionmotoros fúvóka

Egy sugárhajtómű vagy rakétamotor löki a járművet (tolóerő), miközben gyorsított égésterméket lövell ki. Az űrszondákban használt ionhajtómű szintén gázt bocsát ki (8), hanem elektromágneses térben felgyorsított ionok formájában. Az EmDrive semmit sem robbant ki ebből.

Szerint Newton harmadik törvénye minden cselekvésre van ellentétes és egyenlő reakció, vagyis két test kölcsönös cselekvései mindig egyenlőek és ellentétesek. Ha a falnak dőlünk, az is nyom minket, bár nem megy sehova. Ahogy beszél a lendület megmaradásának elveHa a testek rendszerére külső erők (kölcsönhatások) nem hatnak, akkor ennek a rendszernek állandó lendülete van. Röviden, az EmDrive-nak nem szabad működnie. De működik. Legalábbis az érzékelő eszközök ezt mutatják.

Az eddig megépített prototípusok ereje nem dönti le őket a lábukról, bár, mint már említettük, a gyakorlatban használt ionmotorok egy része ezekben a mikro-newtoni tartományokban működik. Scheuer szerint az EmDrive tolóereje nagymértékben növelhető szupravezetők használatával.

Pilot Wave elmélet

A pilótahullám-elméletet a NASA kutatói adták lehetséges tudományos alapként az EmDrive működéséhez. Ez az első ismert rejtett változó elmélet, amelyet bemutatott Louise de Broglie 1927-ben, később feledésbe merült, majd újra felfedezett és továbbfejlesztett David Bohm - most hívják de Broglie-Bohm elmélet. Hiányzik a kvantummechanika standard értelmezése során előforduló problémáktól, mint például a hullámfüggvény pillanatnyi összeomlása és a mérési probléma (amit Schrödinger macskaparadoxonként ismerünk).

ezt nem lokális elméletez azt jelenti, hogy egy adott részecske mozgását közvetlenül befolyásolja más részecskék mozgása a rendszerben. Ez a nem lokalitás azonban nem teszi lehetővé a fénysebességnél nagyobb sebességű információ továbbítását, ezért nem mond ellent a relativitáselméletnek. A pilothullám-elmélet továbbra is a kvantummechanika számos értelmezése egyike. Eddig nem találtak kísérleti különbséget a pilothullám-elmélet és a kvantummechanika standard interpretációjának előrejelzései között.

1926-os kiadványában Max Született azt javasolta, hogy a Schrödinger hullámegyenlet hullámfüggvénye egy részecske észlelésének valószínűségi sűrűsége. Erre az ötletre fejlesztette ki de Broglie a pilótahullám-elméletet és a pilótahullám-függvényt. Eredetileg egy kettős megoldási megközelítést javasolt, amelyben egy kvantumobjektum fizikai hullámot (u-hullámot) tartalmaz a valós térben, amelynek gömb alakú szinguláris tartománya részecskeszerű viselkedést okoz. Az elméletnek ebben az eredeti formájában a kutató nem feltételezte a kvantumrészecske létezését. Később megfogalmazta a pilótahullám-elméletet, és bemutatta a híres Solvay-konferencián 1927-ben. Wolfgang Pauli azonban feltételezte, hogy egy ilyen modell nem lenne megfelelő rugalmatlan részecskeszórás esetén. De Broglie nem találta

erre a válaszra, és hamarosan felhagyott a pilótahullám koncepciójával. Soha nem fejlesztette ki elméletét a véletlenszerűségek fedezésére.

sok részecske.

1952-ben David Bohm újra felfedezte a pilótahullám-elméletet. A de Broglie-Bohm elméletet végül a kvantummechanika helyes értelmezéseként ismerték el, és komoly alternatívát jelent az eddigi legnépszerűbb koppenhágai interpretációval szemben. Fontos, hogy mentes a mérési paradoxontól, amely megzavarja a kvantummechanika standard értelmezését.

A részecskék helyzete és lendülete látens változó abban az értelemben, hogy minden részecskének pontosan meghatározott koordinátái és impulzusai vannak egy adott időpontban. Lehetetlen azonban mindkét mennyiséget egyszerre mérni, mivel az egyik mérése megzavarja a másik értékét - a Heisenberg bizonytalansági elv. A részecskék halmazának van egy megfelelő anyaghulláma, amely a Schrödinger-egyenlet szerint fejlődik. Minden részecske egy pilothullám által irányított determinisztikus pályát követ. Összességében a részecskék sűrűsége megfelel a hullámfüggvény amplitúdójának magasságának. A hullámfüggvény független a részecskéktől, és létezhet üres hullámfüggvényként.

A koppenhágai értelmezésben a részecskéknek nincs rögzített helyük, amíg meg nem figyelik őket. Hullámelméletben

a részecskék pilótapozíciói jól meghatározottak, de ennek különféle súlyos következményei vannak a fizika egészére nézve - ezért

ez az elmélet sem túl népszerű. Lehetővé teszi azonban, hogy elmagyarázza, hogyan működik az EmDrive.

"Ha egy közeg képes akusztikus rezgéseket továbbítani, akkor az összetevői képesek kölcsönhatásba lépni és lendületet továbbítani" - írja a NASA kutatócsoportja egy 2016. novemberi publikációjában. Megsértik Newton mozgástörvényeit.

Ennek az értelmezésnek az egyik következménye nyilvánvalóan az, hogy az EmDrive elmozdul, mintha "eltolódna" az Univerzumtól.

 Az EmDrive nem szegheti meg a fizika törvényeit...

… mondja Mike McCulloch, a Plymouth Egyetem munkatársa, és egy új elméletet javasol, amely másfajta gondolkodásmódot sugall a nagyon kis gyorsulású tárgyak mozgásáról és tehetetlenségéről. Ha igaza lenne, akkor a titokzatos hajtást "nem tehetetlenségnek" neveznénk, mert a tehetetlenség, vagyis a tehetetlenség kísérti a brit kutatót.

A tehetetlenség minden olyan tárgyra jellemző, amelynek tömege van, irányváltoztatásra vagy gyorsulásra reagál. Más szavakkal, a tömeg a tehetetlenség mértékeként fogható fel. Noha ez jól ismert fogalomnak tűnik számunkra, a természete nem annyira nyilvánvaló. McCulloch koncepciója azon a feltételezésen alapul, hogy a tehetetlenség az általános relativitáselmélet által megjósolt hatásból ered, ún. Unru sugárzása a gyorsuló tárgyakra ható feketetest-sugárzás. Másrészt elmondhatjuk, hogy akkor nő, ha gyorsulunk.

Az EmDrive-ról McCulloch koncepciója a következő gondolaton alapul: ha a fotonoknak van tömege, akkor visszaverődéskor tehetetlenséget kell tapasztalniuk. Az Unruh-sugárzás azonban ebben az esetben nagyon kicsi. Olyan kicsi, hogy kölcsönhatásba léphet közvetlen környezetével. Az EmDrive esetében ez a "motor" dizájn kúpja. A kúp lehetővé teszi bizonyos hosszúságú Unruh sugárzást a szélesebb végén, és rövidebb hosszúságú sugárzást a keskenyebb végén. A fotonok visszaverődnek, ezért a kamrában a tehetetlenségüknek meg kell változnia. A lendület megőrzésének elvéből pedig, amely az EmDrive-ról szóló gyakori véleményekkel ellentétben ebben az értelmezésben nem sérül, az következik, hogy a tapadást így kell létrehozni.

McCulloch elmélete egyrészt kiküszöböli az impulzusmegmaradás problémáját, másrészt a tudományos fősodor szélére kerül. Tudományos szempontból vitatható az a feltételezés, hogy a fotonoknak tehetetlenségi tömegük van. Sőt, logikusan a fénysebességnek változnia kell a kamrán belül. Ezt a fizikusok meglehetősen nehezen fogadják el.

Ez tényleg egy húr?

Az EmDrive vontatási vizsgálatának már említett pozitív eredményei ellenére a kritikusok továbbra is ellene vannak. Megjegyzik, hogy a sajtóértesülésekkel ellentétben a NASA-nak még be kell bizonyítania, hogy a motor valóban működik. Ez például teljes bizonyossággal lehetséges kísérleti hibákamelyet többek között a meghajtórendszer részeit alkotó anyagok párolgása okoz.

A kritikusok azzal érvelnek, hogy az elektromágneses hullám ereje mindkét irányban valójában egyenértékű. Más méretű konténerrel van dolgunk, de ez mit sem változtat, mert a szélesebb végéről visszaverődő mikrohullámok nem csak a keskenyebb aljára, hanem a falakra is esnek. A szkeptikusok például könnyű tolóerő létrehozását fontolgatták légáramlással, de a NASA ezt kizárta a vákuumkamrában végzett tesztek után. Ugyanakkor más tudósok alázatosan elfogadták az új adatokat, és keresték a módot, hogyan lehet azokat érdemben összeegyeztetni a lendület megőrzésének elvével.

Egyesek kétségbe vonják, hogy ebben a kísérletben megkülönböztetik a motor fajlagos tolóerejét és az elektromos árammal kezelt rendszer fűtőhatását (9). A NASA kísérleti elrendezésében nagyon nagy mennyiségű hőenergia kerül a hengerbe, ami megváltoztathatja a tömegeloszlást és a súlypontot, aminek következtében az EmDrive tolóereje érzékelhető a mérőeszközökben.

9. A rendszer hőképei a tesztelés során

Az EmDrive rajongói ezt mondják a titok többek között egy kúpos henger alakjában rejlikezért csak megjelenik a vonal. A szkeptikusok azt válaszolják, hogy a lehetetlen működtetőt érdemes lenne normál hengerrel tesztelni. Ugyanis ha egy ilyen hagyományos, nem kúpos kialakításban lenne a tolóerő, az aláásná az EmDrive-val kapcsolatos "misztikus" állítások egy részét, és alátámasztaná azt a gyanút, hogy a "lehetetlen motor" ismert hőhatásai működnek a motorban. kísérleti elrendezés.

A NASA Eagleworks kísérletei által mért motor "teljesítménye" is kérdéses. 40 W használatakor a tolóerőt 40 mikron szinten mértük - plusz-mínusz 20 mikronon belül. Ez 50%-os hiba. A teljesítmény 60 wattra való növelése után a teljesítménymérés még kevésbé pontos. Azonban még ha ezeket az adatokat névértéken vesszük is, az új típusú hajtás továbbra is csak egytizedét állítja elő a fejlett ionhajtóművekkel, például az NSTAR-ral vagy a NEXT-tel elérhető elektromos áram kilowattonkénti teljesítményének.

A szkeptikusok további, alaposabb és természetesen független tesztelést követelnek. Emlékeztetnek arra, hogy az EmDrive húr még 2012-ben jelent meg a kínai kísérletekben, majd a kísérleti és mérési módszerek továbbfejlesztése után eltűnt.

Igazságellenőrzés a pályán

Arra a kérdésre, hogy működik-e a hajtás rezonáns kamrával, a végső (?) választ a már említett Guido Fett – ennek a koncepciónak egy változatának feltalálója, az ún. Kanna Drive. Véleménye szerint a szkeptikusok és a kritikusok befogják a szájukat, ha ezzel a motorral hajtott műholdat küldenek pályára. Természetesen bezár, ha a Cannae Drive valóban műholdat indít.

Egy 6 CubeSat egység méretű (azaz kb. 10 × 20 × 30 cm-es) szondát 241 km-es magasságra kell emelni, ahol körülbelül fél évig marad. Az ilyen méretű hagyományos műholdak korrekciós üzemanyaga körülbelül hat hét alatt kifogy. A napelemes EmDrive megszünteti ezt a korlátozást.

Az eszköz elkészítéséhez a Fetta, Inc. által üzemeltetett Cannae Inc. a céget a LAI International és a SpaceQuest Ltd.-vel alapította, alkatrész beszállítói tapasztalattal, pl. repülési és mikroműholdas gyártók számára. Ha minden jól megy, akkor Theseus, mert ez az új vállalkozás neve, 2017-ben elindíthatja az első EmDrive mikroműholdat.

Nem mások, mint fotonok – mondják a finnek.

Néhány hónappal a NASA eredményeinek közzététele előtt az AIP Advances lektorált folyóirat cikket közölt a vitatott EmDrive motorról. A szerzők, Arto Annila fizikaprofesszor a Helsinki Egyetemről, Dr. Erkki Kolehmainen a Jyväskyläi Egyetem szerves kémiájáról és Patrick Grahn fizikus a Comsolból azzal érvelnek, hogy Az EmDrive tolóerőt kap a zárt kamrából származó fotonok felszabadulásának köszönhetően.

Annila professzor a természeti erők ismert kutatója. Közel ötven, rangos folyóiratban megjelent cikk szerzője. Elméletei alkalmazásra találtak a sötét energia és a sötét anyag, az evolúció, a közgazdaságtan és az idegtudomány tanulmányozásában. Annila kategorikus: az EmDrive olyan, mint bármely más motor. Üzemanyagot vesz fel és tolóerőt hoz létre.

Az üzemanyag oldalon minden egyszerű és mindenki számára világos - a mikrohullámokat a motorba küldik. A probléma az, hogy nem látszik belőle semmi, ezért az emberek azt hiszik, hogy nem működik a motor. Szóval hogyan sülhet ki belőle valami észrevehetetlen? A fotonok ide-oda ugrálnak a kamrában. Némelyikük ugyanabba az irányba és azonos sebességgel halad, de fázisuk 180 fokkal eltolódik. Ezért, ha ebben a konfigurációban utaznak, kioltják egymás elektromágneses mezőit. Olyan ez, mint a víz hullámai, amelyek együtt mozognak, amikor az egyik el van tolva a másiktól, így kioltják egymást. A víz nem megy el, még mindig ott van. Hasonlóképpen, a lendületet hordozó fotonok nem tűnnek el, még akkor sem, ha fényként nem láthatók. És ha a hullámoknak már nincs elektromágneses tulajdonságaik, mert megszűntek, akkor nem verődnek vissza a kamra falairól és nem hagyják el azt. Tehát van egy hajtásunk a fotonpárok miatt.

A relatív téridőben elmerült csónak

A híres fizikus, James F. Woodward (10) ezzel szemben úgy ítéli meg, hogy egy új típusú hajtómű működésének fizikai alapja az ún. Mach lesét. Woodward egy nem lokális matematikai elméletet fogalmazott meg a Mach-elv alapján. Leginkább azonban elmélete ellenőrizhető, mert előrejelzi a fizikai hatásokat.

Woodward azt mondja, hogy ha egy adott rendszer tömeg-energia-sűrűsége idővel változik, akkor annak a rendszernek a tömege a szóban forgó rendszer sűrűségváltozásának második deriváltjával arányos mértékben változik.

Ha például egy 1 kg-os kerámia kondenzátort egyszer feltöltünk pozitív, néha negatív feszültséggel, amely 10 kHz-es frekvencián változik és teljesítményt ad át, például 100 W - Woodward elmélete azt jósolja, hogy a kondenzátor tömegének változnia kell ± 10 milligrammal az eredeti tömegérték körül 20 kHz-es frekvencián. Ezt a jóslatot laboratóriumban megerősítették, így Mach elvét empirikusan is megerősítették.

Ernst Mach úgy vélte, hogy a test nem az abszolút térhez viszonyítva mozog egyenletesen, hanem az Univerzum összes többi testének tömegközéppontjához képest. Egy test tehetetlensége a többi testtel való kölcsönhatás eredménye. Sok fizikus szerint a Mach-elv teljes megvalósulása bizonyítaná a téridő geometriájának teljes függőségét az anyag világegyetemi eloszlásától, az ennek megfelelő elmélet pedig a relatív téridő elmélete lenne.

Vizuálisan az EmDrive motor ezen koncepciója az óceánban való evezéshez hasonlítható. És ez az óceán az Univerzum. A mozgás többé-kevésbé úgy fog működni, mint egy evező, amely belemerül az univerzumot alkotó vízbe, és taszítja magát onnan. És a legérdekesebb ebben az egészben, hogy a fizika mára olyan állapotban van, hogy az ilyen metaforák egyáltalán nem tűnnek tudományos-fantasztikusnak és költészetnek.

Nem csak az EmDrive, vagy a jövő térmeghajtói

Bár a Scheuer-motor csak minimális lökést adott, már most nagy jövője van az űrutazásban, amely elvisz minket a Marsra és azon túl is. Azonban nem ez az egyetlen remény egy igazán gyors és hatékony űrhajómotorra. Íme néhány további fogalom:

•  atomhajtás. Ez abból állna, hogy atombombákat lőnek ki, és robbanásuk erejét egy „hordóval” a hajó fara felé irányítják. A nukleáris robbanások olyan becsapódási erőt hoznak létre, amely "előre löki" a hajót. Nem robbanásveszélyes megoldás egy sós hasadóanyag, például urán-bromid, vízben oldott használata. Az ilyen tüzelőanyagot tartályok sorában tárolják, amelyeket egy tartós anyagréteg választ el egymástól, bór hozzáadásával, tartós

  egy neutronelnyelő, amely megakadályozza, hogy a tartályok között folyjanak. Amikor beindítjuk a motort, az összes tartály anyaga egyesül, ami láncreakciót vált ki, és a só vizes oldata plazmává alakul, amely a rakéta fúvókáját mágneses térrel védve hagyja a plazma hatalmas hőmérsékletétől, állandó tolóerőt ad. Becslések szerint ezzel a módszerrel a rakéta 6 m/s-ra vagy még ennél is nagyobb sebességre képes felgyorsulni. Ezzel a módszerrel azonban nagy mennyiségű nukleáris üzemanyagra van szükség - egy ezer tonnás hajónál ez akár 10 XNUMX tonnát is jelentene. tonna uránt.

• Fúziós motor deutériumot használva. A tolóerőt adó, körülbelül 500 millió Celsius-fok hőmérsékletű plazma komoly problémát jelent a tervezők számára, például a kipufogófúvókák esetében. Azonban az elméletileg elérhető sebesség ebben az esetben megközelíti a fénysebesség egytizedét, azaz. legfeljebb 30 XNUMX. km/s. Ez a lehetőség azonban technikailag továbbra is megvalósíthatatlan.
• Antianyag. Ez a furcsa dolog valóban létezik – a CERN-nél és a Fermilabnál körülbelül egy billió antiprotont vagy egy pikogramm antianyagot sikerült összegyűjtenünk gyűjtőgyűrűk segítségével. Elméletileg az antianyag tárolható úgynevezett Penning-csapdákban, amelyekben a mágneses tér megakadályozza, hogy a tartály falával ütközzön. Az antianyag megsemmisítése közönséges módszerekkel

  anyaggal, például hidrogénnel, egy mágneses csapdában lévő nagy energiájú plazmából gigantikus energiát ad. Elméletileg az anyag és az antianyag megsemmisülési energiájával hajtott jármű a fénysebesség 90%-ára gyorsulhat fel. A gyakorlatban azonban az antianyag előállítása rendkívül nehéz és költséges. Egy adott tétel előállítása tízmilliószor több energiát igényel, mint amennyit később képes előállítani.

• napvitorlák. Ez egy hosszú évek óta ismert hajtáskoncepció, de még mindig, legalábbis kísérletileg, a megvalósításra vár. A vitorlák az Einstein által leírt fotoelektromos effektussal működnek. Felületüknek azonban nagyon nagynak kell lennie. Magának a vitorlának is nagyon vékonynak kell lennie, hogy a szerkezet ne nyomjon túl sokat.
• Meghajtó egység . A fantomisták azt mondják, hogy elég… a teret vetemedni, ami tulajdonképpen lerövidíti a távolságot a jármű és az úticél között, és növeli a mögötte lévő távolságot. Így maga az utas is csak keveset mozog, de a „buborékban” hatalmas távolságot győz le. Bármilyen fantasztikusan is hangzik, a NASA tudósai nagyon komolyan kísérleteztek.

  fotonokra gyakorolt ​​hatásokkal. 1994-ben Dr. Miguel Alcubierre fizikus egy olyan tudományos elméletet javasolt, amely leírja, hogyan működhetne egy ilyen motor. Valójában ez valamiféle trükk lenne – ahelyett, hogy a fénysebességnél gyorsabban haladna, magát a téridőt módosítaná. Sajnos nem számíthat arra, hogy hamarosan megkapja a lemezt. A sok probléma közül az egyik az, hogy az így meghajtott hajónak negatív energiára lesz szüksége a meghajtásához. Igaz, hogy ezt a fajta energiát az elméleti fizika ismeri – a vákuum, mint a negatív energiájú részecskék végtelen tengere elméleti modelljét először Paul Dirac brit fizikus javasolta 1930-ban, hogy megmagyarázza a megjósolt negatív energiakvantum létezését. Államok. a relativisztikus elektronokra vonatkozó Dirac-egyenlet szerint.

  A klasszikus fizikában azt feltételezik, hogy a természetben csak pozitív energiájú megoldás létezik, és a negatív energiájú megoldásnak nincs értelme. A Dirac-egyenlet azonban feltételezi, hogy léteznek olyan folyamatok, amelyekben negatív megoldás keletkezhet "normál" pozitív részecskékből, ezért nem lehet figyelmen kívül hagyni. Azt azonban nem tudni, hogy a rendelkezésünkre álló valóságban létrejöhet-e negatív energia.

  Sok probléma van a meghajtó megvalósításával. Úgy tűnik, hogy a kommunikáció az egyik legfontosabb. Például nem ismert, hogyan tudna egy hajó kommunikálni a környező téridő-régiókkal, a fénysebességnél gyorsabban haladva? Ez azt is megakadályozza, hogy a hajtás leálljon vagy elinduljon.